Funzioni avanzate e tracking

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Questo capitolo descrive in dettaglio le funzioni di tracking automatico del sistema: tracking del colore, tracking del volto, tracking dei QR code, il meccanismo di blocco del target e la messa a punto dei parametri.

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Panoramica delle modalità di tracking automatico

Il sistema supporta tre modalità di tracking automatico:

1. Tracking del colore: insegue oggetti di un colore specificato
2. Tracking del volto: insegue i volti
3. Tracking dei QR code: insegue i QR code

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Tracking del colore

Selezione del colore

Il sistema supporta il tracking di diversi colori:

• Rosso
• Verde
• Blu Nel programma puoi cambiare colore con i tasti:
• X: seleziona il rosso
• Y: seleziona il verde
• Z: seleziona il blu

Flusso d'uso del tracking del colore

1. Premi C per connettere il gimbal
2. Premi 2 per entrare nella modalità tracking del colore
3. Posiziona l'oggetto del colore scelto al centro dell'immagine
4. Premi T per bloccare il target
5. Sposta il target e osserva come il gimbal lo segue

Esempio semplice di tracking del colore

Puoi anche usare il programma di esempio di tracking del colore semplice:

python examples/04_color_track_simple.py --camera 0 --port COM3 --color red

Questo programma fornisce la funzione di tracking del colore più elementare ed è adatto all'apprendimento.

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Tracking del volto

Principio del tracking del volto

Il sistema usa il classificatore a cascata Haar di OpenCV per il rilevamento dei volti. Una volta rilevato un volto, il sistema calcola automaticamente la posizione del target e controlla il gimbal per seguirlo.

Flusso d'uso del tracking del volto

1. Premi C per connettere il gimbal
2. Premi 1 per entrare nella modalità tracking del volto
3. Posiziona il volto al centro dell'immagine
4. Premi T per bloccare il target
5. Muovi il volto: il gimbal lo seguirà automaticamente

Consigli per migliorare il tasso di successo del rilevamento dei volti

• Assicura un'illuminazione sufficiente, evita il controluce
• Il volto deve essere rivolto frontalmente verso la camera
• Mantieni una distanza adeguata (consigliati 1-3 metri)
• Evita scene con più volti oppure usa il meccanismo di blocco per fissare il target da inseguire

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Tracking dei QR code

La modalità di tracking dei QR code utilizza il QRCodeDetector di OpenCV per riconoscere e localizzare i QR code. L'uso è simile alle due modalità precedenti:

1. Connetti il gimbal ed entra nella modalità tracking dei QR code
2. Posiziona il QR code al centro dell'immagine e premi T per bloccare
3. Sposta il QR code e osserva come il gimbal lo segue

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Meccanismo di blocco del target

A cosa serve il blocco

Il meccanismo di blocco del target è una funzione chiave del sistema; i suoi compiti includono:

• Registrare la posizione centrale e le dimensioni del target al momento del blocco
• Quando compaiono più target, dare priorità a quello più vicino al punto di blocco
• Evitare che il target salti continuamente, mantenendo stabile il tracking

Procedura di blocco

1. Posiziona l'oggetto target al centro dell'immagine
2. Premi T per bloccare
3. Dopo il blocco, il sistema darà priorità al target più simile a quello del momento del blocco
4. Premi S per annullare il blocco e interrompere il tracking

Logica di selezione dopo il blocco

Nella selezione del target dopo il blocco, il sistema considera due fattori:

• Distanza: quanto il centro del target è vicino o lontano dal punto di blocco (peso 70%)
• Dimensioni: quanto le dimensioni del target somigliano a quelle del momento del blocco (peso 30%)
• Il sistema sceglie di inseguire il target con il punteggio complessivo più alto

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Messa a punto dei parametri di controllo del tracking

In src/trackers/tracking_controller.py sono disponibili i seguenti parametri regolabili:

Parametro	Valore predefinito	Descrizione
kp_pan	0.08	guadagno proporzionale del tracking orizzontale (pan)
kp_tilt	0.12	guadagno proporzionale del tracking verticale (tilt)
dead_zone	30	zona morta (pixel): entro questo intervallo il gimbal non si muove
min_move_interval	0.15	intervallo minimo di movimento (secondi): limita la frequenza di movimento del gimbal

Come regolare i parametri

• Tracking troppo lento: aumenta kp_pan e kp_tilt
• Tracking troppo sensibile con vibrazioni: riduci kp_pan e kp_tilt, oppure aumenta min_move_interval, oppure aumenta dead_zone
• Vibrazioni dovute a continue micro-regolazioni: aumenta dead_zone
• Direzione invertita: modifica il segno di delta_pan o delta_tilt nel metodo calculate_move

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Esempio completo di utilizzo del tracking

Di seguito un esempio completo di flusso d'uso:

1. Avvia il programma:

python examples/auto_tracking_demo.py --camera 0 --port COM3 --color red

1. Premi C per connettere il gimbal
2. Premi 2 per selezionare la modalità tracking del colore
3. Posiziona l'oggetto rosso al centro dell'immagine
4. Premi T per bloccare il target
5. Sposta l'oggetto e osserva come il gimbal lo segue
6. Per passare al verde, premi Y e poi di nuovo T per bloccare
7. Premi S per interrompere il tracking e R per centrare il gimbal
8. Premi Q per uscire

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Suggerimenti per lo sviluppo avanzato

Per personalizzare le funzioni o sviluppare ulteriormente il progetto, puoi consultare:

• src/sc_servo.py: livello di comunicazione dei servo
• src/gimbal.py: controllo del gimbal
• src/trackers/tracking_controller.py: controller del tracking
• src/detectors/: i vari rilevatori di target